Um gás ideal, inicialmente a 300 K . é comprimido à pressão constante igual a
, de um volume de 3,0 metros cubicos até um volume de 1.8 metros cúbicos. Durante o processo, o gás perde 751 de calor. Quais serảo (a) a variação de energia interna do gás e (b) a temperatura final do gás?
Passo 1
O enunciado trata de um gás ideal submetido a uma compressão isobárica (pressão constante) de
, de um volume inicial
até um volume final
. A temperatura inicial é
e o gás “perde 751 de calor” — isto é,
. Precisamos usar a primeira lei da termodinâmica
e a lei dos gases ideais em processo isobárico para achar a variação de energia interna
e a temperatura final
.
Passo 2
Calcular o trabalho realizado pelo gás. Num processo isobárico,
Substituindo,
O sinal negativo indica que o trabalho é feito sobre o gás (ou seja, o gás recebe
).
Passo 3
Aplicar a primeira lei da termodinâmica:
Como
e
,
Passo 4
Encontrar a temperatura final usando a relação isobárica do gás ideal, que segue
Logo,
Resposta
(a)
(b)
(b)